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刺激とは？
[ 293] J-STORE(電気刺激装置 村岡 慶裕)
[引用サイト]
http://jstore.jst.go.jp/cgi-bin/patent/list/detail.cgi?pat_id=8398
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【課題】小型軽量化のために昇圧回路を非絶縁系であるトランスレスにした上で、昇圧回路と筋電測定系とで電源を兼用することができる電気刺激装置を提供すること。【解決手段】昇圧回路１４は、非絶縁系のトランスレスである。刺激を加えない期間にフォトモスリレーＳＷ５，ＳＷ６をオンにしてコンデンサＣに１００Ｖを充電しておき、刺激を加える期間はフォトモスリレーＳＷ５，ＳＷ６をオフにして、まずフォトモスリレーＳＷ２，ＳＷ３をオフのまま、フォトモスリレーＳＷ１，ＳＷ４をオンにして電極Ｅ２から電極Ｅ１に電流を流し、負極性である電極Ｅ１を興奮させ、次にフォトモスリレーＳＷ１，ＳＷ４をオフにしてから、フォトモスリレーＳＷ２，ＳＷ３をオンにして電極Ｅ１から電極Ｅ２に電流を流して、負極性である電極Ｅ２を興奮させる。 脳血管障害による片麻痺の後遺症に、下垂足と呼ばれるものがある。下垂足患者においては、足関節の背屈筋群の弛緩、底屈筋群の亢進により、足関節の背屈が困難になっている。そのため歩行遊脚時に、健常者では背屈筋群の収縮により足関節が背屈しスムーズに脚が振り出されているのに対し、下垂足患者では、足関節が背屈せず爪先が接地してしまう。この「引きずり歩行」のために患者の歩行は困難なものになっている。図６は、第１従来技術である電気刺激装置の構成を示す図である。電極Ｅ１１，Ｅ１２は筋活動を拾いたい筋肉の筋腹に、電極Ｅ１３は、任意の位置に配置される。患者でも筋肉を動かそうとすると微小な随意筋電が出るので、電極Ｅ１１，Ｅ１２はその随意筋電を検出するためのものである。電極Ｅ１３をグランド電極として、電極Ｅ１１，Ｅ１２で検出された目的となる筋肉の随意筋電信号は、入力保護抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を介して計測増幅器６１に入力される。計測増幅器６１が飽和しないようにダイオードＤ１１，Ｄ１２により計測増幅器６１の入力は約±０．５Ｖにリミットされる。その後、帯域３００−４５０Ｈｚを有する数段の多段増幅器６２によりマイコン６３により認識できる程度の大きさまで増幅され、マイコン６３のＡ／Ｄ変換入力ＰＩＮから、サンプリング周波数１ｋＨｚにより取り込まれる。マイコン６３は、随意筋電の振幅に比例した幅のパルスを出力して刺激手段６４を制御する。刺激パルスは、双極性パルスで、陽極パルスと陰極パルスは、パルス幅、振幅は同一である。刺激パルス振幅は約１００Ｖであり、パルス幅は５０μｓ−１ｍｓの間で調整され、その幅が大きくなるほど、強い刺激となる。刺激パルス周期は５０ｍｓであり、パルスが印加されるタイミングでフォトモスリレーＳＷ１１，ＳＷ１２はオンとなり、刺激パルスを電極Ｅ１１，Ｅ１２に導通する。刺激パルスが印加されていない時はフォトモスリレーＳＷ１１，ＳＷ１２はオフとなり、刺激手段６４側からのノイズの混入を防ぐと同時に、電極Ｅ１１，Ｅ１２の電極間の短絡を防ぐ役目を果たしている。また、フォトモスリレーＳＷ１１，ＳＷ１２はマイコン６３によりオン・オフのタイミングを制御される。この従来技術は、振幅１００Ｖと、アイソレーションを同時に実現する手段である刺激手段６４としてトランスを使用するものである。図７は、第２従来技術である電気刺激装置の構成を示す図である。この構成は本出願人が特願２００２−１１５７５６号で提案しているものであり、第１従来技術と異なる点は、フォトモスリレーＳＷ１１，ＳＷ１２を用いる代わりに、それぞれダイアックＤ１３，Ｄ１４を介して電極Ｅ１４，Ｅ１５を共通に刺激手段６４の一方端子に接続し、刺激手段６４の他方端子をアース、すなわち、電極Ｅ１６に接続する構成とした点である。これにより、刺激は電極Ｅ１４，Ｅ１５と電極Ｅ１６の２チャンネルで、筋電測定は電極Ｅ１４，Ｅ１５の１チャンネルで行うものである。この従来技術も刺激手段６４としてはトランスを使用するものである。しかし、トランスはかさばって重いため携帯性能に欠ける。このため電気刺激装置を装着したままで日常生活を送るには不自由を強いられることになる。そこで、小型軽量化するために、トランスを用いる代わりにトランスレスの昇圧回路を用いることが考えられる。図８は、第１参考技術である電気刺激装置の構成を示す図である。この構成は第１従来技術の刺激手段６４及びフォトモスリレーＳＷ１１，ＳＷ１２を用いる代わりに、トランスレスの昇圧回路及びＨブリッジ回路を用いるものである。昇圧回路８４はトランスレスのＤＣ−ＤＣコンバータであり（図３で詳しく説明する）、１００Ｖの直流高圧を発生する。Ｈブリッジ回路はフォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３，ＳＷ２４から成り、フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２３及びフォトモスリレーＳＷ２２，ＳＷ２４をそれぞれ直列に接続して、フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２２の共通接続端子を昇圧回路８４の＋１００Ｖ端子に接続し、フォトモスリレーＳＷ２３，ＳＷ２４の共通接続端子を昇圧回路８４のグランド端子に接続し、フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２３の共通接続端子を電極Ｅ２１に接続し、フォトモスリレーＳＷ２２，ＳＷ２４の共通接続端子を電極Ｅ２２に接続するものである。この第１参考技術は次のように動作する。フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２４をオンにし、フォトモスリレーＳＷ２２，ＳＷ２３をオフにすると、電極Ｅ２１から電極Ｅ２２，Ｅ２３に電流を流し、負極性である電極Ｅ２２，Ｅ２３を興奮させる。逆に、フォトモスリレーＳＷ２２，ＳＷ２３をオンにし、フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２４をオフにすると、電極Ｅ２２から電極Ｅ２１，Ｅ２３に電流を流し、負極性である電極Ｅ２１，Ｅ２３を興奮させる。このように第１参考技術では電極Ｅ２３を常に興奮させることになってしまう。図９は、第２参考技術である電気刺激装置の構成を示す図である。この構成は第２従来技術の刺激手段６４を用いる代わりに、トランスレスの昇圧回路及びＨブリッジ回路を用いるものである。昇圧回路８４はトランスレスのＤＣ−ＤＣコンバータであり（図３で詳しく説明する）、１００Ｖの直流高圧を発生する。Ｈブリッジ回路はフォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３，ＳＷ２４から成り、フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２３及びフォトモスリレーＳＷ２２，ＳＷ２４をそれぞれ直列に接続して、フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２２の共通接続端子を昇圧回路８４の＋１００Ｖ端子に接続し、フォトモスリレーＳＷ２３，ＳＷ２４の共通接続端子を昇圧回路８４のグランド端子に接続し、フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２３の共通接続端子をダイアックＤ２３，Ｄ２４の共通接続端子に接続し、フォトモスリレーＳＷ２２，ＳＷ２４の共通接続端子を電極Ｅ２３に接続するものである。この第２参考技術は次のように動作する。フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２４をオンにし、フォトモスリレーＳＷ２２，ＳＷ２３をオフにすると、電極Ｅ２４，Ｅ２５から電極Ｅ２６に電流を流し、負極性である電極Ｅ２６を興奮させる。逆に、フォトモスリレーＳＷ２２，ＳＷ２３をオンにし、フォトモスリレーＳＷ２１，ＳＷ２４をオフにすると、電極Ｅ２６から電極Ｅ２４，Ｅ２５に電流を流し、負極性である電極Ｅ２４，Ｅ２５を興奮させる。しかし、昇圧回路８４のグランドを筋電測定系のアースである電極Ｅ２６に接続すると、フォトモスリレーＳＷ２２をオンにしたときに＋１００Ｖ端子がアースと短絡してしまう。【特許文献１】特願２００２−１１５７５６号 本発明は、下垂足患者の運動機能補助、運動機能回復又は筋力増強などのために好適な電気刺激装置に関する。 【請求項１】皮膚表面に配置される第１電極及び第２電極と、第１電極及び第２電極間の信号に基づいて刺激信号を制御する制御手段と、直流の刺激信号を供給するトランスレスの昇圧回路と、直列に接続され共通接続端子が第１電極に接続される第１スイッチ及び第２スイッチと直列に接続され共通接続端子が第２電極に接続される第３スイッチ及び第４スイッチとを有し、第１スイッチ及び第２スイッチと第３スイッチ及び第４スイッチが並列に接続され前記制御手段により制御されるＨブリッジ回路と、該Ｈブリッジ回路と並列に接続されるコンデンサと、前記昇圧回路の出力の両端と前記コンデンサの両端との間にそれぞれ接続され前記制御手段により制御されて、前記Ｈブリッジ回路のすべてのスイッチがオフの期間にオンとなる第５スイッチ及び第６スイッチと、前記昇圧回路の出力の一端と接続され皮膚表面に配置される第３電極とを備えることを特徴とする電気刺激装置。【請求項２】皮膚表面に配置される第１電極及び第２電極と、第１電極及び第２電極間の信号に基づいて刺激信号を制御する制御手段と、直流の刺激信号を供給するトランスレスの昇圧回路と、直列に接続される第１スイッチ及び第２スイッチと直列に接続される第３スイッチ及び第４スイッチとが並列に接続され前記制御手段により制御されるＨブリッジ回路と、該Ｈブリッジ回路と並列に接続されるコンデンサと、前記昇圧回路の出力の両端と前記コンデンサの両端との間にそれぞれ接続され前記制御手段により制御されて、前記Ｈブリッジ回路のすべてのスイッチがオフの期間にオンとなる第５スイッチ及び第６スイッチと、第１スイッチと第２スイッチとの共通接続端子と第１電極及び第２電極との間にそれぞれ接続される第７スイッチ及び第８スイッチと、第３スイッチと第４スイッチとの共通接続端子と接続され皮膚表面に配置される第３電極とを備えることを特徴とする電気刺激装置。【請求項３】第７スイッチ及び第８スイッチが、ダイアックであることを特徴とする請求項２記載の電気刺激装置。【請求項４】前記制御手段は、第１電極及び第２電極間の信号に基づいて筋肉が静止しているときに、電気刺激を与えるように制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の電気刺激装置。【請求項５】前記制御手段は、第１電極及び第２電極間の信号から導出される随意筋電の大きさの時間的変化に基づいて制御することを特徴とする請求項４記載の電気刺激装置。【請求項６】筋肉が静止しているときに、電気刺激を与えて筋肉を収縮させる手段を有することを特徴とする電気刺激装置。 ※J-STOREでは、これ以外にも企業にライセンス可能な数々のデータを無償で提供しております。 トップページから検索してください。 |
[ 294] 足裏マッサージ【角質／ツボ・つぼ】足裏刺激／通販オンラインショップ
[引用サイト]
http://eweb.80code.com/massage/index.html
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